死锁、悲观锁、乐观锁

Mysql 锁类型和加锁分析

MySQL有三种锁的级别：页级、表级、行级。

表级锁：开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高,并发度最低。

行级锁：开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低,并发度也最高。

页面锁：开销和加锁时间界于表锁和行锁之间；会出现死锁；锁定粒度界于表锁和行锁之间，并发度

行级锁与死锁的产生过程

MyISAM中是不会产生死锁的，因为MyISAM总是一次性获得所需的全部锁，要么全部满足，要么全部等待。而在InnoDB中，锁是逐步获得的，就造成了死锁的可能。
在MySQL中，行级锁并不是直接锁记录，而是锁索引。索引分为主键索引和非主键索引两种，如果一条sql语句操作了主键索引，MySQL就会锁定这条主键索引；如果一条语句操作了非主键索引，MySQL会先锁定该非主键索引，再锁定相关的主键索引。 在UPDATE、DELETE操作时，MySQL不仅锁定WHERE条件扫描过的所有索引记录，而且会锁定相邻的键值，即所谓的next-key locking。
当两个事务同时执行，一个锁住了主键索引，在等待其他相关索引。另一个锁定了非主键索引，在等待主键索引。这样就会发生死锁。

死锁

两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。由于资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得有关进程在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而无法继续运行，这就产生了一种特殊现象死锁。 一种情形，此时执行程序中两个或多个线程发生永久堵塞（等待），每个线程都在等待被其他线程占用并堵塞了的资源。例如，如果线程A锁住了记录1并等待记录2，而线程B锁住了记录2并等待记录1，这样两个线程就发生了死锁现象。

 

计算机系统中,如果系统的资源分配策略不当，更常见的可能是程序员写的程序有错误等，则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。锁有多种实现方式，比如意向锁，共享－排他锁，锁表，树形协议，时间戳协议等等。锁还有多种粒度，比如可以在表上加锁，也可以在记录上加锁。发生死锁后，InnoDB一般都可以检测到，并使一个事务释放锁回退，另一个获取锁完成事务。

产生死锁的原因主要是

（1）系统资源不足。

（2）进程运行推进的顺序不合适。

（3）资源分配不当等。

如果系统资源充足，进程的资源请求都能够得到满足，死锁出现的可能性就很低，否则就会因争夺有限的资源而陷入死锁。其次，进程运行推进顺序与速度不同，也可能产生死锁。

产生死锁的四个必要条件

（1） 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。

（2） 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

（3） 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

（4） 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。

如何避免死锁

1.使用事务时，尽量缩短事务的逻辑处理过程，及早提交或回滚事务；

2.设置死锁超时参数为合理范围，如：3分钟-10分种；超过时间，自动放弃本次操作，避免进程悬挂；

3.优化程序，检查并避免死锁现象出现；

4.对所有的脚本和SP都要仔细测试，在正式版本之前；

5.所有的SP都要有错误处理(通过@error)；

6.一般不要修改SQL SERVER事务的默认级别。不推荐强行加锁。
7. 以固定的顺序访问表和行。
分为两种情景：
对于不同事务访问不同的表，尽量做到访问表的顺序一致；
对于不同事务访问相同的表，尽量对记录的id做好排序，执行顺序一致；
8. 大事务拆小。大事务更倾向于死锁，如果业务允许，将大事务拆小。
9. 在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁概率。
10. 降低隔离级别。如果业务允许，将隔离级别调低也是较好的选择，比如将隔离级别从RR调整为RC，可以避免掉很多因为gap锁造成的死锁。
11. 为表添加合理的索引。可以看到如果不走索引将会为表的每一行记录添加上锁，死锁的概率大大增大

如何处理死锁

查看正在执行的所有事务
SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX\G;

查看正在锁的事务
SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS;

查看等待锁的事务

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCK_WAITS;

1、最简单的处理死锁的方法就是重启服务。

2、根据查询对死锁进程ID进行处理

根据第二步查询到的死锁进行，大致分析造成死锁的原因，并通过如下语句释放该死锁进程

kill pid --pid为查询出来的死锁进程号

3、通过编写存储过程杀掉某个库下面的所有死锁进程和锁

悲观锁

当我们使用悲观锁的时候我们首先必须关闭mysql数据库的自动提交属性，因为MySQL默认使用autocommit模式，也就是说，当你执行一个更新操作后，MySQL会立刻将结果进行提交。

关闭命令为：set autocommit=0;

悲观锁可以使用select…for update实现，在执行的时候会锁定数据，虽然会锁定数据，但是不影响其他事务的普通查询使用。此处说普通查询就是平时我们用的：select * from table 语句

使用悲观锁的时候事务中的语句例如：

//开始事务

begin;/begin work;/start transaction; (三选一)

//查询信息

select * from order where id=1 for update;

//修改信息

update order set name= ‘names’;

//提交事务

commit;/commit work;(二选一)

此处的查询语句for update关键字，在事务中只有SELECT … FOR UPDATE 或LOCK IN SHARE MODE 同一条数据时会等待其它事务结束后才执行，一般的SELECT查询则不受影响。

执行事务时关键字select…for update会锁定数据，防止其他事务更改数据。但是锁定数据也是有规则的。

查询条件与锁定范围：

1、具体的主键值为查询条件

比如查询条件为主键ID=1等等，如果此条数据存在，则锁定当前行数据，如果不存在，则不锁定。

2、不具体的主键值为查询条件

比如查询条件为主键ID>1等等，此时会锁定整张数据表。

3、查询条件中无主键

会锁定整张数据表。

4、如果查询条件中使用了索引为查询条件

明确指定索引并且查到，则锁定整条数据。如果找不到指定索引数据，则不加锁。

悲观锁的确保了数据的安全性，在数据被操作的时候锁定数据不被访问，但是这样会带来很大的性能问题。因此悲观锁在实际开发中使用是相对比较少的。

乐观锁

相对悲观锁而言，乐观锁假设数据一般情况下不会造成冲突，所以在数据进行提交更新的时候，才会对数据的冲突与否进行检测，如果发现冲突，则让返回用户错误的信息，让用户决定如何去做。

一般来说，实现乐观锁的方法是在数据表中增加一个version字段，每当数据更新的时候这个字段执行加1操作。这样当数据更改的时候，另外一个事务访问此条数据进行更改的话就会操作失败，从而避免了并发操作错误。当然，还可以将version字段改为时间戳，不过原理都是一样的。

例如有表student，字段：

id	name	version
1	a	1

当事务一进行更新操作：update student set name= ‘ygz’ where id = #{id} and version = #{version};

此时操作完后数据会变为id = 1,name = ygz,version = 2，当另外一个事务二同样执行更新操作的时候，却发现version != 1，此时事务二就会操作失败，从而保证了数据的正确性。

悲观锁和乐观锁都是要根据具体业务来选择使用

总结

悲观锁会锁定数据，其他操作不会影响到被锁的数据，但是普通的查询没有影响，需要用到 for update语句

实现乐观锁的方法是在数据表中增加一个version字段，每当数据更新的时候这个字段执行加1操作。这样当数据更改的时候，另外一个事务访问此条数据进行更改的话就会操作失败，从而避免了并发操作错误。